[发明专利]利用改进的酶再循环由木质纤维素生物质生产甜汁的方法

权利要求书

1.一种由木质纤维素基质通过酶促水解生产甜汁的方法，其中纤维素酶的补充是在反应器(2)中用承载的β-葡萄糖苷酶进行的，所述反应器(2)独立于木质纤维素酶促水解反应器(1)，其中预先进行了预处理的所述基质与纤维素酶溶液接触，在反应器(1)的出口得到的水解产物H1输送到独立的装置，以在输送到反应器(2)之前抽提纤维素酶，所述方法包括木质纤维素转化阶段、甜汁生产阶段和完全排空反应器的阶段。

2.根据权利要求1所述的方法，在反应器(1)的出口得到的水解产物输送到超滤膜(7)，以抽提纤维素酶。

3.根据权利要求1或2任一项所述的方法，其中在转化阶段来自反应器(2)的水解产物流(H2)的主要部分，优选来自反应器(2)的水解产物流(H2)的全部被重新注入反应器(1)。

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其中甜汁生产阶段以连续或分批模式进行。

5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其中甜汁生产阶段以连续模式进行，水解产物(H2)被分成至少两股流(H2a)和(H2b)，流(H2a)被连续地投入接触器(5)，并且流(H2b)被重新注入反应器(1)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中流(H2a)在设备(5)中与新的木质纤维素基质接触。

7.根据权利要求6所述的方法，其中来自接触器(5)的用纤维素酶(SE)浸渍的新的基质在被输送到反应器(1)之前与水解产物(H3)分离。

8.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其中甜汁生产阶段以分批模式进行，第一阶段在于排空反应器，在此阶段来自反应器(2)的水解产物流(H2)被输送到接触器(5)，在其中它与新的木质纤维素基质接触，并且第二阶段在于通过将用纤维素酶(SE)浸渍的新的基质投入反应器(1)重新开始。

9.根据权利要求1～8任一项所述的方法，其中在完全排空反应器(1)的阶段，在反应器(1)中包含的反应混合物被输送到过滤介质(6)，在其中固体残留物(R)被分离，然后输送到分离装置(7)，在其出口由甜汁构成的液体部分(H4)被获得并且可能地被输送到反应器(2)。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在酶促水解起始阶段通过重新引入新鲜的纤维素酶和新的基质，液体部分(H4)被全部地或部分地重新引入反应器(1)。

11.根据权利要求9所述的方法，其中液体部分(H4)被输送到接触器(5)以浸渍新的基质。

12.根据权利要求1～11任一项所述的方法，其中反应器(1)和(2)的温度和/或pH操作条件是不同的。

13.用于由木质纤维素基质通过酶促水解生产甜汁的装置，其包括：

-至少一个第一木质纤维素酶促水解反应器(1)，所述反应器(1)装备了以下：用于引入基质和纤维素酶溶液的至少一条管线，用于排出转化的汁(H1)并将其输送到在反应器(1)出口配置的至少一个过滤介质(3)的至少一条管线，和至少一个分离装置(7)，其优选是用于由水解产物抽提纤维素酶的超滤膜，

-可能地在第一反应器出口处的热交换器，

-至少一个第二反应器(2)，其包括承载的β-葡萄糖苷酶，通过至少一条管线连接至少一个分离装置(7)，所述反应器(2)在其出口处配备了至少一个过滤介质(4)和用于抽提流(H2)的至少一条管线，所述流(H2)由缺乏可溶性低聚物的水解产物构成，

-用于将至少部分流(H2)投入接触器(5)的至少一条管线，和用于将至少部分流(H2)返回到反应器(1)的至少一条管线，

-至少一个接触器(5)，其装备了以下：用于引入新的基质的至少一条管线，用于抽提所生产的甜汁(H3)的至少一条管线，和用于排出纤维素酶浸渍的新的基质并将其投入反应器(1)的至少一条管线。

14.根据权利要求13的装置，其特征在于，其包含在完全排空反应器(1)的阶段使用的至少一个过滤介质(6)，用于抽提固体残留物(R)的至少一条管线，用于抽提所生产的甜汁流(H4)的至少一条管线，和可能地用于将流(H4)投入反应器(2)的至少一条管线。

15.根据权利要求13或14任一项所述的设备，其中包含β-葡萄糖苷酶的反应器(2)为移动床或搅动浆料型反应器，或固定床反应器。

16.根据权利要求15所述的设备，其中过滤介质(4)是在反应器(2)中配置的格栅或防护床。